source: flexpart.git/src/hanna.f90 @ 02095e3

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1!**********************************************************************
2! Copyright 1998,1999,2000,2001,2002,2005,2007,2008,2009,2010         *
3! Andreas Stohl, Petra Seibert, A. Frank, Gerhard Wotawa,             *
4! Caroline Forster, Sabine Eckhardt, John Burkhart, Harald Sodemann   *
5!                                                                     *
6! This file is part of FLEXPART.                                      *
7!                                                                     *
8! FLEXPART is free software: you can redistribute it and/or modify    *
9! it under the terms of the GNU General Public License as published by*
10! the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or   *
11! (at your option) any later version.                                 *
12!                                                                     *
13! FLEXPART is distributed in the hope that it will be useful,         *
14! but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of      *
15! MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the       *
16! GNU General Public License for more details.                        *
17!                                                                     *
18! You should have received a copy of the GNU General Public License   *
19! along with FLEXPART.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.   *
20!**********************************************************************
21
22subroutine hanna(z)
23  !                 i
24  !*****************************************************************************
25  !                                                                            *
26  !   Computation of \sigma_i and \tau_L based on the scheme of Hanna (1982)   *
27  !                                                                            *
28  !   Author: A. Stohl                                                         *
29  !                                                                            *
30  !   4 December 1997                                                          *
31  !                                                                            *
32  !*****************************************************************************
33  !                                                                            *
34  ! Variables:                                                                 *
35  ! dsigwdz [1/s]     vertical gradient of sigw                                *
36  ! ol [m]            Obukhov length                                           *
37  ! sigu, sigv, sigw  standard deviations of turbulent velocity fluctuations   *
38  ! tlu [s]           Lagrangian time scale for the along wind component.      *
39  ! tlv [s]           Lagrangian time scale for the cross wind component.      *
40  ! tlw [s]           Lagrangian time scale for the vertical wind component.   *
41  ! ust, ustar [m/s]  friction velocity                                        *
42  ! wst, wstar [m/s]  convective velocity scale                                *
43  !                                                                            *
44  !*****************************************************************************
45
46  use par_mod
47  use com_mod
48  use hanna_mod
49
50  implicit none
51
52  real :: corr,z
53
54
55
56  !**********************
57  ! 1. Neutral conditions
58  !**********************
59
60  if (h/abs(ol).lt.1.) then
61    ust=max(1.e-4,ust)
62    corr=z/ust
63    sigu=1.e-2+2.0*ust*exp(-3.e-4*corr)
64    sigw=1.3*ust*exp(-2.e-4*corr)
65    dsigwdz=-2.e-4*sigw
66    sigw=sigw+1.e-2
67    sigv=sigw
68    tlu=0.5*z/sigw/(1.+1.5e-3*corr)
69    tlv=tlu
70    tlw=tlu
71
72
73  !***********************
74  ! 2. Unstable conditions
75  !***********************
76
77  else if (ol.lt.0.) then
78
79
80  ! Determine sigmas
81  !*****************
82
83    sigu=1.e-2+ust*(12-0.5*h/ol)**0.33333
84    sigv=sigu
85    sigw=sqrt(1.2*wst**2*(1.-.9*zeta)*zeta**0.66666+ &
86         (1.8-1.4*zeta)*ust**2)+1.e-2
87    dsigwdz=0.5/sigw/h*(-1.4*ust**2+wst**2* &
88         (0.8*max(zeta,1.e-3)**(-.33333)-1.8*zeta**0.66666))
89
90
91  ! Determine average Lagrangian time scale
92  !****************************************
93
94    tlu=0.15*h/sigu
95    tlv=tlu
96    if (z.lt.abs(ol)) then
97      tlw=0.1*z/(sigw*(0.55-0.38*abs(z/ol)))
98    else if (zeta.lt.0.1) then
99      tlw=0.59*z/sigw
100    else
101      tlw=0.15*h/sigw*(1.-exp(-5*zeta))
102    endif
103
104
105  !*********************
106  ! 3. Stable conditions
107  !*********************
108
109  else
110    sigu=1.e-2+2.*ust*(1.-zeta)
111    sigv=1.e-2+1.3*ust*(1.-zeta)
112    sigw=sigv
113    dsigwdz=-1.3*ust/h
114    tlu=0.15*h/sigu*(sqrt(zeta))
115    tlv=0.467*tlu
116    tlw=0.1*h/sigw*zeta**0.8
117  endif
118
119
120  tlu=max(10.,tlu)
121  tlv=max(10.,tlv)
122  tlw=max(30.,tlw)
123
124  if (dsigwdz.eq.0.) dsigwdz=1.e-10
125
126end subroutine hanna
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.
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